杭州四堡污水处理厂扩建工程是由杭州四堡污水处理厂扩建工程指挥部负责建设，中国市政工程华北设计研究院设计，杭州市市政总公司施工。工程设计时间为1994年9月至1998年6月，1999年6月竣工并交付使用，1999年9月由浙江省计委组织验收。工程建设规模60万m3/d的一级污水处理改造和40万m3/d的二级生化处理及配套的污泥消化处理。投资来源为自筹和德国赠款，设计概算工程总投资39314万元，其中利用德国政府赠款2300万马克，国内配套资金28550万元，竣工决算37688万元。
工程设计主要特点：
（1）工程分两步实施，第一步是先将原有的40万m3/d一级处理扩建成二级处理，随着城市管网的逐步建设、完善，再扩大到60万m3/d。由于四堡污水处理厂扩建工程是在原有一级处理的基础上进行扩建成二级处理及配套的污泥处理设施，并且要改造一级处理构筑物，而且在扩建施工过程中，原有一级处理部分仍需正常运行，不能间断，因此本工程的实施难度较大。设计中充分考虑了施工中将会遇到的问题，设计前深入调查，了解现状，充分利用了原有的设施，节约投资，在扩建过程中，都可保证原有设施正常运行，同时又能达到比较理想的处理效果。
（2）合理地衔接新、老工程，从高程设计及平面布置上考虑了工程的可行性及工艺方案的合理性选择，即节约了用地和能耗及工程投资，又使全厂新、旧部分达到一个新的水平，统一标准。根据厂区的地形，各处理构筑物进行了合理的布置，两组曝气池连成一体，即节约了占地，又使处理构筑物很紧密，二沉池采用了55M直径的辐流式平底池，比锥底池节约约1/4的土建投资。污泥处理则采用厌氧中温消化，消化池采用卵形消化池，并采用沼气搅拌，搅拌效果好，又节约能源，节省电耗、降低运行费。池容为10900 m3共3座，单池容积为目前亚洲最大，世界第二。
（3）根据杭州四堡的进水水质特点和处理后要求达到的出水水质要求，选择运行管理可靠，运行成本较低，适合本工程的污水处理工艺前置厌氧活性污泥法即A/O法工艺，精心确定设计参数和工艺流程。工程投入运行后，出水水质很快达到设计要求，BOD5和COD则远低于设计的出水水质，化验结果表明，实际出水水质好于设计水质。这说明工艺的设计参数选择是正确的。
（4）消化池池体为光滑曲面，没有弯折点，应力分布均匀，结构受力合理，有非常好的力学性能，可以连续施工，是非常理想的池形。曝气池所在的范围内土质极不均匀，天然地基承载力较低，地下水位较高，大胆采用振冲碎石桩和树根桩联合工作的基础处理方案，不仅提高了地基承载力，消除了地基土液化问题，解决了抗浮问题，节约了基础处理费用约800万元。
（5）4台沼气发电机组在正常运行情况下全年可为全厂提供约1051.2万度电，约占全厂用电总量的25%，节省电耗，降低成本。沼气发电机的机壳和排烟系统的余热回收，用于补充加热污泥，此热量相当于节省一台蒸发量1.2 t/h的蒸气锅炉，能源得到充分利用。
（6）本工程的自控系统引进了德国西门子公司的PLC-S5-135U二级分布式集散型测控管理系统。